JP6203085B2 - 位置決め部材、位置決め装置及びステータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はステータを構成する導体セグメントの端部列を位置決めする技術に関する。

モータのステータの構造として、環状コアと、環状コアに装着された複数の導体セグメントとを備えた構造が知られている。この構造の場合、環状コアからその中心軸方向に２つの導体セグメントの端部が対となって突出し、この端部対が環状コアの径方向に列状に配置される。端部対は溶接などにより接合される。接合作業を円滑に行うため、端部対を端部列単位で位置決めする装置が提案されている（例えば特許文献１〜３）。

特許文献１には隣接する端部列間に治具を挿入して端部列の位置決めを行う装置が開示されている。特許文献２及び特許文献３には、各端部列が挿入される複数の孔が形成された２枚のプレートによって各端部列を挟み込むことで、各端部列の位置決めを行う装置が開示されている。

特開２０１３−０１７２７３号公報 特許４１１４５８８号公報 特開２００５−２２４０２８号公報

特許文献１の方式の場合、治具により支持されるのは、環状コアの周方向で見て、端部列の片側だけとなる。したがって、端部対が治具と反対側にずれる可能性がある。特許文献２及び３の方式の場合、環状コアの周方向で見て、端部列が両側から挟まれるので、特許文献１の問題を解消できる。しかし、２枚のプレートの各孔に各端部列を同時に挿入することが必要であり、孔と端部列との位置合わせのために、各端部列の元々の位置精度に高い精度が要求されると考えられる。そのためには、事前の位置調整を行って各端部列の位置のばらつきを解消するか、環状コアに対する導体セグメントの組付精度を向上することが要求される。

本発明の目的は、環状コアに装着された複数の導体セグメントの各端部列の位置が、ある程度ばらついていても、端部列を両側から挟み込んでその位置決めを行うことを可能とすることにある。

本発明によれば、ステータを構成する導体セグメントの端部列を位置決めする位置決め装置に構成される位置決め部材であって、前記ステータは、環状コアと、前記環状コアに装着された複数の前記導体セグメントとを備え、前記端部列は、前記環状コアの径方向に配列された複数の前記導体セグメントの端部の列であり、前記端部列は、前記環状コアの周方向に複数列形成され、前記位置決め装置は、前記位置決め部材と、別の部材とによって前記端部列を挟み込んで前記端部列の位置決めを行う装置であり、前記位置決め部材は、前記端部列を挿入可能な開口部と、前記開口部の内縁に設けられ、第一の前記端部列に対して前記環状コアの周方向の一方側に当接する第一位置決め部と、前記位置決め部材の外縁に設けられ、前記第一の前記端部列と異なる第二の前記端部列に対して前記環状コアの周方向の一方側に当接する第二位置決め部と、を備える、ことを特徴とする位置決め部材が提供される。

また、本発明によれば、ステータを構成する導体セグメントの端部列を位置決めする位置決め装置であって、前記ステータは、環状コアと、前記環状コアに装着された複数の前記導体セグメントとを備え、前記端部列は、前記環状コアの径方向に配列された複数の前記導体セグメントの端部の列であり、前記端部列は、前記環状コアの周方向に複数列形成され、前記位置決め装置は、前記端部列を挿入可能な第一開口部を備える第一位置決め部材と、前記端部列と異なる端部列を挿入可能な第二開口部を備え、前記第一位置決め部材に対して前記環状コアの中心軸方向にずれて配置される第二位置決め部材と、前記第一位置決め部材と前記第二位置決め部材とを、前記端部列を挟み込む位置と端部列から離間した位置との間で移動させる移動機構と、を備え、前記第一開口部の内縁と前記第二位置決め部材の外縁とは、それぞれ、前記移動機構による移動に伴って、複数列の前記端部列のうちの第一の端部列を前記周方向の両側から挟んでその位置を規定する第一位置決め部を備え、前記第二開口部の内縁と前記第一位置決め部材の外縁とは、それぞれ、前記移動機構による移動に伴って、複数列の前記端部列のうちの第二の端部列を前記周方向の両側から挟んでその位置を規定する第二位置決め部を備える、ことを特徴とする位置決め装置が提供される。

また、本発明によれば、ステータの製造方法であって、前記ステータは、環状コアと、前記環状コアに装着された複数の導体セグメントとを備え、２つの前記導体セグメントの端部対が、前記環状コアの径方向に配列された端部列を形成し、前記端部列は、前記環状コアの周方向に複数列形成され、前記製造方法は、前記端部列を、上記位置決め装置によって位置決めする工程と、位置決めされた前記端部列を構成する個々の端部対を順次溶接する工程と、を備える、ことを特徴とするステータの製造方法が提供される。

本発明によれば、環状コアに装着された複数の導体セグメントの各端部列の位置が、ある程度ばらついていても、端部列を両側から挟み込んでその位置決めを行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る位置決め装置を適用した製造装置の説明図。 位置決め装置の一部を示す説明図。 移動機構の説明図。 位置決め部材の説明図。 制御ユニットの説明図。 位置決め動作例の説明図。 位置決め動作例の説明図。 位置決め、溶接手順例の説明図。 別例の位置決め部材の説明図。 別例の位置決め部材の説明図。

以下、本発明の実施形態について説明する。各図において、矢印Ｚは上下方向を示し、矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示す。

図１は本発明の一実施形態に係る位置決め装置２を備える製造装置Ａの説明図である。製造装置Ａは、環状コア１０１と環状コア１０１に装着された複数の導体セグメント１０２とを備えるステータ１００を製造する装置であり、複数の導体セグメント１０２の隣接する端部対を溶接する装置である。製造装置Ａは、溶接装置１と、位置決め装置２と、一対のレール３、３と、を備える。

＜溶接装置＞
溶接装置１は、溶接ユニット１１と、昇降ユニット１２と、可動レール１３と、一対の固定レール１４、１４と、複数の支柱１５と、を備える。溶接ユニット１１は、例えばプラス極の溶接部（溶接トーチ）を備え、複数の導体セグメント１０２の隣接する端部対をその上方から溶接する。

昇降ユニット１２は、溶接ユニット１１を支持すると共に溶接ユニット１１をＺ方向に昇降する機構を備える。可動レール１３はＹ方向に延設されており、昇降ユニット１２を支持すると共に昇降ユニット１２のＹ方向の移動を案内する。

一対の固定レール１４、１４はそれぞれＸ方向に延設されており、可動レール１３の端部をそれぞれ支持する。可動レール１３は一対の固定レール１４、１４上に架設されて支持され、一対の固定レール１４、１４は可動レール１３のＸ方向の移動を案内する。各固定レール１４は、Ｘ方向に離間して配置された２つの支柱１５によって水平に支持されている。

係る構成からなる溶接装置１では、昇降ユニット１２により溶接ユニット１１をＺ方向に移動可能であり、可動レール１３の案内による昇降ユニット１２の移動により溶接ユニット１１をＹ方向に移動可能である。更に、一対の固定レール１４、１４の案内による可動レール１３の移動により溶接ユニット１１をＸ方向に移動可能である。こうして溶接ユニット１１を３次元方向に移動することができ、溶接部位に移動することができる。

なお、昇降ユニット１２が溶接ユニット１１を昇降する機構、可動レール１３の案内による昇降ユニット１２の移動機構、一対の固定レール１４、１４の案内による可動レール１３の移動機構は、公知の機構を採用でき、例えば、モータ等の駆動源と、駆動源の駆動力を伝達する伝達機構（例えば、ベルト伝達機構、ボールネジ機構、ラック−ピニオン機構等）と、から構成することができる。また、これらの構成の移動量を検知するセンサを設けることで、これらの構成の位置制御が可能となる。なお、溶接ユニット１１の移動機構は、このような直線動作機構に限られず、例えば、多関節ロボット等であってもよい。

＜位置決め装置＞
図１〜図３を参照して位置決め装置２について説明する。図２は位置決め装置２の一部を示す説明図であり、図３は位置決め装置２が備える移動機構２４１、２５１の説明図である。

まず、図１を参照してステータ１００の支持構造について説明する。位置決め装置２は、ベース部材２８と、回転機構２９とを備える。ベース部材２８は方形板状をなしており、その下面には複数のスライダ３ａが設けられている。一対のレール３、３は互いにＹ方向に離間し、各レール３はＸ方向に延設されている。スライダ３ａはレール３と係合し、レール３上をスライドする。これにより、ベース部材２８はＸ方向に移動可能となっている。

ベース部材２８には不図示の移動機構が設けられており、Ｘ方向に往復移動される。ベース部材２８は、例えば、溶接対象となる未処理のステータ１００を搬入する場合、図１におけるレール３の右端の位置に移動され、回転機構２９にステータ１００が搭載される。その後、図１の位置に移動されて溶接作業が行われる。溶接作業が終了すると、再び図１におけるレール３の右端の位置に移動され、ステータ１００が搬出される。

回転機構２９は、ベース部材２８に搭載されている。回転機構２９は、Ｚ方向に延びる回転中心ａの周りに回転する回転部と、回転部を回転する駆動ユニット（例えばモータ等の駆動源と、歯車機構等の伝達機構）を備える。回転部の回転量を検知するセンサを設けることで、その回転量の制御が可能となる。

環状コア１０１は回転部に搭載される。環状コア１０１は、その中心軸方向が回転中心ａと同心で、かつ、上下方向となる姿勢で、回転部に支持される。回転部の回転により、矢印ｂで示すように、環状コア１０１も回転中心ａの周りに双方向に回転可能である。

次に、主に図２及び図３を参照して、位置決め装置２は、方形板状の支持部材２１を備える。支持部材２１は、その中央部に孔（開口）２１ａが形成されている。溶接ユニット１１はこの孔２１ａを通過して支持部材２１の下方へ進出可能である。

支持部材２１は、昇降体２２により水平姿勢で支持されている。昇降体２２は昇降機構２３によってＺ方向に移動する機構である。支持部材２１の下面には、Ｘ方向に離間して移動機構２４１、２５１が支持されている。移動機構２４１は、Ｙ方向に離間した可動体２４２、２４２を互いに近接又は離間する方向に移動する機構である。移動機構２５１は、移動機構２４１と同様の機構である。移動機構２５１は、Ｙ方向に離間した可動体２５２、２５２を互いに近接又は離間する方向に移動する機構である。

２つの可動体２４２の一方には、スペーサ２４４を介して支持板２４３が水平姿勢で支持されており、２つの可動体２４２の他方には、支持板２４３が水平姿勢で直接支持されている。このため、２つの支持板２４３は、スペーサ2２４４の高さ分だけＺ方向にずれたオフセット配置となっている。

２つの可動体２５２の一方には、スペーサ２５４を介して支持板２５３が水平姿勢で支持されており、２つの可動体２５２の他方には、支持板２５３が水平姿勢で直接支持されている。このため、２つの支持板２５３は、スペーサ2２５４の高さ分だけＺ方向にずれたオフセット配置となっている。

２つの支持板２４３におけるＹ方向一方側（図２中では前方側、図３中では左側）と、２つの支持板２５３におけるＹ方向一方側（図２中では前方側）とには、導体セグメント１０２の端部列を位置決めする位置決め部材２６が支持されている。また、２つの支持板２４３におけるＹ方向他方側（図２中では後方側、図３中では右側）と、２つの支持板２５３におけるＹ方向他方側（図２中では後方側）とには、導体セグメント１０２の端部列を位置決めする位置決め部材２７が支持されている。位置決め部材２６、２７はＸ方向に延びる板状の部材であり、Ｘ方向の両端部が支持板２４３、２５３に支持されている。言い換えると、Ｙ方向一方側（又はＹ方向他方側）における支持板２４３から支持板２５３に亘って、位置決め部材２６(又は位置決め部材２７)が設けられる。

既に述べたとおり、２つの支持板２４３は、Ｚ方向にずれたオフセット配置となっており、また、２つの支持板２５３も、Ｚ方向にずれたオフセット配置となっている。位置決め部材２６は、下側に位置する支持板２４３、２５３の上面に支持されており、位置決め部材２７は、上側に位置する支持板２４３、２５３の下面に支持されている。こうして位置決め部材２６、２７は、互いにＺ方向にずれて配置されており、位置決め部材２６が下側に、位置決め部材２７が上側に配置される。

移動機構２４１、２５１の駆動により、位置決め部材２６、２７はＹ方向に移動可能である。図３はその移動態様を示している。状態ＳＴ１は２つの可動体２５２がＹ方向に最も離れた状態を示している。移動機構２４１、２５１は同期的に駆動され、状態ＳＴ１では、図示していない２つの可動体２４２もＹ方向に最も離れた状態となる。状態ＳＴ２は２つの可動体２５２がＹ方向に最も近接した状態を示している。移動機構２４１、２５１は同期的に駆動され、状態ＳＴ２では、図示していない２つの可動体２４２もＹ方向に最も近接した状態となる。

可動体２４２、２５２の移動により、位置決め部材２６、２７はＹ方向に平行移動する。状態ＳＴ１では位置決め部材２６と位置決め部材２７との重なりが最も小さくなり、状態ＳＴ２では位置決め部材２６と位置決め部材２７との重なりが最も大きくなる。位置決め部材２６、２７を移動させることで導体セグメント１０２の端部列の位置決めを行うが、その詳細は後述する。

なお、本実施形態では、位置決め部材２６、２７を互いに平行移動する構成としたが、これらを回動する構成としてもよい。昇降機構２３、移動機構２４１及び２５１は、公知の機構を採用でき、例えば、エアーなどの流体で駆動するアクチュエータ機構である。或いは、モータ等の駆動源と、駆動源の駆動力を伝達する伝達機構（例えば、ベルト伝達機構、ボールネジ機構、ラック−ピニオン機構等）と、から構成する駆動機構とすることができる。また、これらの構成の移動量を検知するセンサを設けることで、これらの構成の位置制御が可能となる。

次に、図３及び図４を参照して位置決め部材２６、２７について説明する。図４は位置決め部材２６、２７の説明図である。

位置決め部材２６は、本体部２６１を備える。本体部２６１はＸ方向に長い、外形が方形の板状の部材であり、その中央部には開口部２６１ａが形成されている。開口部２６１ａは本実施形態の場合、その周囲が閉じられた方形の孔であって本体部２６１をその厚み方向に貫通している。開口部２６１ａはこのような貫通孔とする他、その周囲の一部が開いたＣ字型やＵ字型の切欠きであってもよい。開口部２６１ａは後述する端部列ＬＮを挿入可能な大きさを有している。

本体部２６１のＹ方向の両側部には、凸部２６１ｃ、２６１ｃが一体的に形成され、凸部２６１ｃ、２６１ｃ間には凹部２６１ｂが形成されている。本体部２６１は、例えば、金属などの導電性を有する部材から構成することができ、その端部（例えば環状コア１０１の中心軸側の端部）には、溶接ユニット１１のプラス極と共に使用されるアース電極が接続される接続部（例えばネジ孔）２６１ｄを設けることができる。この接続部２６１ｄに接続されるアース電極には、例えば、図２に示す破線の描写のように這わせられた配線４ａを接続することができる。これにより、位置決め部材２６自体をアース電極として利用することができる。

本体部２６１の凸部２６１ｃ、２６１ｃにおける開口部２６１ａの部分には、共にＹ方向の一方側（図４中では後方側）に向いて開口する位置決め部２６２、２６３が一体的に設けられている。位置決め部２６２は、第１の凸部２６１ｃにおける開口部２６１ａの内縁に形成されている。より具体的には、位置決め部２６２は、開口部２６１ａの４辺のうち、Ｘ方向と平行な１辺に形成されている。位置決め部２６３は、第２の凸部２６１ｃにおける開口部２６１ａの内縁とは反対側（つまり、第２の凸部２６１ｃの外縁に）形成されている。より具体的には、位置決め部２６３は、本体部２６１の外縁をなす４辺のうち、Ｘ方向と平行で、かつ、位置決め部２６２が形成されている辺とは反対側の１辺に形成されている。

位置決め部２６２、２６３は、後述する端部対ＰＥを位置決めする複数のガイド部２６２１、２６３１を備える。本実施形態の場合、各ガイド部２６２１、２６３１は、Ｙ方向に開口した切欠き部であり、Ｘ−Ｙ平面における断面形状がＶ字状をなしている。このＶ字は、底面ＢＳと一対の斜面ＳＳとから形成されている。一対の斜面ＳＳは、深さ方向で見て、互いに徐々に接近するように傾斜しており、底面ＢＳは一対の斜面ＳＳの最深部を直線的に接続する平坦面をなしている。

ガイド部２６２１を形成した結果、隣接するガイド部２６２１間にはＹ方向に突出した突出部が形成され、この突出部はＸ方向に間隔を開けて複数形成される。

なお、ガイド部２６２１、２６３１の形状は、断面Ｖ字状に限定するものではなく、例えば、Ｕ字型、角型であってもよい。

位置決め部材２７は、位置決め部材２６と異なる形状であってもよいが、本実施形態の場合、同じ形状の部材としている。これは、製造コスト等の面で有利である。簡単に説明すると、位置決め部材２７は、位置決め部材２６と同様に、本体部２７１、開口部２７１ａ、凹部２７１ｂ、凸部２７１ｃ、位置決め部２７２、２７３を備え、位置決め部２７２、２７３は複数のガイド部２７２１、２７３１を備えている。位置決め部材２７もアース電極の接続部２７１ｄを中心軸側の端部に設けることができ、この接続部２７１ｄに接続されるアース電極には、例えば、図２に示す破線の描写のように這わせられた配線４ｂを接続することができる。

位置決め部２６２、２６３は、それぞれ、凸部２６１ｃ、２６１ｃよりも大きく突出させて設けられる。同様に、位置決め部２７２、２７３は、それぞれ、凸部２７１ｃ、２７１ｃよりも大きく突出させて設けられる。これにより、位置決め部材２６、２７を図４の姿勢、すなわち凸部２６１ｃ及び凸部２７１ｃにおける突出側の面を向かい合わせた状態で重ね合わせた場合、位置決め部２６２と位置決め部２７３及び位置決め部２６３と位置決め部２７２とが互いに対向するように位置させることができる。本実施形態の場合、法線方向における位置決め部の厚みは同じ厚み寸法で形成される。また、それぞれの位置決め部材２６，２７の外縁に形成される位置決め部２６３、２７３は、他方位置決め部材の開口部２６１ａ、２７１ａに挿通可能に径方向に延設して形成される。

＜制御ユニット＞
図５は製造装置Ａの制御ユニット５のブロック図である。制御ユニット５は製造装置Ａ全体の制御を行う。

制御ユニット５は、ＣＰＵ等の処理部５１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部５２と、外部デバイス（入力デバイス５５、出力デバイス５４、ホストコンピュータ）と処理部５１とをインターフェースするインターフェース部５３と、を含む。インターフェース部５３には、Ｉ／Ｏインターフェースの他、ホストコンピュータとの通信を行う通信インターフェースも含まれる。ホストコンピュータは、例えば、製造装置Ａが配備された設備全体を制御するコンピュータである。

処理部５１は記憶部５２に記憶されたプログラムを実行し、入力デバイス（例えば、各種のセンサ）５５の検出状態管理や、出力デバイス５４（例えば、各種のアクチュエータ）５４の動作を制御する。入力デバイス５５には、上述した各種のセンサが含まれ、出力デバイス５４には上述した各種駆動源が含まれる。

＜位置決め例＞
位置決め部材２６、２７による導体セグメント１０２の端部列の位置決め例について図３、図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は位置決め動作例の説明図であり、位置決め途中の状態を示している。まず、図６を参照して本実施形態が想定している、導体セグメント１０２の一般的な配置態様について説明する。

環状コア１０１は、その内周面に開口した複数のスロット１０１ａが放射状に形成されている。スロット１０１ａは環状コア１０１を中心軸方向に貫通している。導体セグメント１０２は、その原形が略Ｕ字型をなしており、その２本の脚部が隣接するスロット１０１ａ、１０１ａ間の歯部１０１ｂを挟んで挿入される。導体セグメント１０２の端部Ｅは、環状コア１０１の端面から突出し、環状コアの１０１の周方向に隣接する別々の導体セグメント１０２の端部Ｅ、Ｅが端部対ＰＥを構成する。この端部対ＰＥは、環状コア１０１の径方向に配列されて端部列ＬＮを構成する。端部列ＬＮは、隣接するスロット１０１ａ間（言い換えると、歯部１０１ｂ上）に一つ形成され、放射状に複数列形成されることになる。

位置決め部材２６、２７は、端部列ＬＮ毎に端部対ＰＥの位置決めを行う。図６及び図７を参照して、本実施形態の場合、隣接する２列の端部列ＬＮが同時に位置決めされる。位置決め部材２６、２７は、図３、図６に示すように、環状コア１０１の中心軸方向（Ｚ方向）に重ねて配置される。特に図３に示すように、位置決め部材２６の一方（図３中では右方）の凸部２６１ｃは、位置決め部材２７の凹部２７１ｂと重なり、位置決め部材２７の一方（図３中では左方）の凸部２７１ｃは、位置決め部材２６の凹部２６１ｂと重なる。本実施形態の場合、これらは接しているが、接していなくてもよい。

位置決め部材２６、２７と、ステータ１００とは、開口部２６１ａ、２７１ａの真下に端部列ＬＮが位置するように、互いに相対位置関係が予め設定されている。図７に示すように、位置決め部材２６の内縁に形成された各ガイド部２６２は、位置決め部材２７の外縁に形成された各ガイド部２７３と環状コア１０１の周方向で対向するように配設されており、特に、互いの底面ＢＳが対向するように配設されている。同様に、位置決め部材２６の外縁に形成された各ガイド部２６３は、位置決め部材２７の内縁に形成された各ガイド部２７２と環状コア１０１の周方向で対向するように配設されており、特に、互いの底面ＢＳが対向するように配設されている。

次に、端部対ＰＥの溶接手順について図８を参照して説明する。図８は位置決め、溶接手順例の説明図である。まず、溶接対象とする、環状コア１０１の周方向に隣接する２つの端部列ＬＮの周方向における位置が、状態ＳＴ１１で示すように、位置決め部材２６、２７の真下の位置にくるように移動させる。移動は、回転機構２９によりステータ１００を回転させることにより行う。

次に、昇降機構２３により支持部材２１を降下させる。これにより、状態ＳＴ１２に示すように、位置決め部材２６、２７が降下し、溶接対象の２つの端部列ＬＮのうち、第１（図８中では左方）の端部列ＬＮが開口部２６１ａに、第２（図８中では右方）の端部列ＬＮが開口部２７１ａにそれぞれ挿入される。なお、位置決め部材２６、２７の各開口部２６１ａ、２７１ａは、位置決め部材２６、２７の重なり具合によって開口量が変化する。端部列ＬＮの挿入前の各開口部２６１ａ、２７１ａの開口量は、開口部２６１ａ、２７１ａの開口量が最大となるよう、図３の状態ＳＴ１に示したように、事前に可動体２４２、２４２及び可動体２５２、２５２をそれぞれ最も離間した位置で設定しておくことが好ましい。

次に、移動機構２４１、２５１を駆動して可動体２４２、２４２及び可動体２５２、２５２をそれぞれ近接させる。これにより位置決め部材２６、２７がＹ方向に互いに重なる方向で移動する。図６、図７はその途中の状態を示し、図８の状態ＳＴ１３は移動が完了した状態（挟み込み位置となる位置決め位置に位置決め部材２６、２７が位置している状態）を示す。

移動機構２４１、２５１の駆動前では、位置決め部２６２と位置決め部２７３は、開口部２６１ａ、２７１ａに挿入された端部列ＬＮと離間している。移動機構２４１、２５１の駆動により、位置決め部２６２と位置決め部２７３との間隔が徐々に狭まる。同様に、位置決め部２６３と位置決め部２７２との間隔が徐々に狭まる。これにより、開口部２６１ａおよび開口部２７１ａに挿入されたそれぞれの端部列ＬＮは、位置決め部２６２と位置決め部２７３及び位置決め部２６３と位置決め部２７２によって、環状コア１０１の周方向両側（ここではＹ方向両側）から挟まれてその位置が規定される。環状コア１０１の周方向で見て、位置決め部２６２は第１の端部列ＬＮの一方側（図８中では左側）に当接し、位置決め部２７３は第１の端部列ＬＮの他方側（図８中では左側）に当接する。また、位置決め部２６３は第２の端部列ＬＮの一方側（図８中では左側）に当接し、位置決め部２７２は第２の端部列ＬＮの他方側（図８中では右側）に当接する。この時、端部列ＬＮを構成する個々の端部対ＰＥは、傾斜面ＳＳの案内により環状コア１０１の径方向の位置決めがなされ、底面ＢＳとの当接によって環状コア１０１の周方向の位置決めがなされる。

次に、各端部対ＰＥが位置決めされた状態で、溶接装置１によって溶接作業を行う。溶接ユニット１１を各端部対ＰＥに順次移動させて端部対ＰＥを溶接する。溶接作業の順番としては、例えば、端部列ＬＮ単位で、各端部対ＰＥを順次溶接してもよい。一列終了後、次の一列に溶接作業が移るので、溶接済みの列の冷却時間を確保し易くなる。

２列分の端部列ＬＮの全端部対ＰＥの溶接が完了すると、次の２列分の端部列ＬＮの溶接作業に移る。そのため、まず、溶接ユニット１１を退避させる。作業完了の端部列ＬＮの位置決めを解除するため、移動機構２４１、２５１を駆動して位置決め部材２６、２７を移動し、位置決め部２６２、２６３および位置決め部２７２、２７３を２列の端部列ＬＮから離間させる。昇降機構２３により支持部材２１を上昇させると、位置決め部材２６、２７が上昇し、図８の状態ＳＴ１１に戻る。そして、回転機構２９によりステータ１００を２列分回転させ、次の溶接対象とする２つの端部列ＬＮを位置決め部材２６、２７の真下の位置に移動する。これにより、溶接対象となる端部列ＬＮを入れ替えることができる。以降、同様の手順で全端部列ＬＮの端部対ＰＥの位置決め、溶接を行って作業が完了する。

本実施形態では、端部列ＬＮを挟み込む各位置決め部２６２、２６３、２７２、２７３の組み合わせを、開口部の内縁のもの（２６２、２７２）と、位置決め部材外縁のもの（２６３、２７３）とにしている。この結果、位置決め対象となる１つの端部列ＬＮが挿通する開口部は１つ（開口部２６１ａ又は開口部２７１ａ）である。端部列ＬＮに対して、開口部の大きさに余裕を持たせることができ、対向する位置決め部間の近接−離間距離もより大きくとれる。したがって、各端部列ＬＮの位置がある程度ばらついても、端部列ＬＮを両側から挟み込んでその位置決めを行うことができる。

また、１つの端部列ＬＮが挿通する開口部を一つとすることができるため、位置決め装置２による位置決め前の前工程における端部列ＬＮの位置精度の許容範囲を大きく設定することができる。つまり、前工程におけるステータの組立て品質の許容範囲、言い換えると環状コアに装着可能な導体セグメントの許容範囲を広くすることができ、ステータ製造システム全体におけるステータの製造効率を向上することができる。

また、本実施形態は、回転機構２９による溶接対象の入れ替えによって、一部の端部列ＬＮ毎に順次位置決め、溶接作業を行う構成である。これも、全端部列ＬＮの位置決めを同時に行う構成に対して、各端部列ＬＮの位置のばらつきに対応することができる。

なお、本実施形態では、溶接対象を入れ替える際、回転機構２９によってステータ１００側を移動（回転）させたが、端部列ＬＮと位置決め部材２６、２７との相対的な変位を生じさせることができればよく、したがって、位置決め部材２６、２７側を移動する構成としてもよい。また、昇降機構２３により位置決め部材２６、２７側を昇降する構成としたが、端部列ＬＮと位置決め部材２６、２７との相対的な変位を生じさせることができればよく、したがって、ステータ１００側を昇降する構成としてもよい。

＜位置決め部材の他の例＞
上述した実施形態では、隣接する２列の端部列ＬＮの位置決めを同時に行うように構成したが、環状コア１０１の周方向で見て、複数列離れた２列の端部列ＬＮの位置決めを同時に行うように構成してもよい。図９、図１０はその一例を示す。同図に示す位置決め部材２６’、２７’の各構成のうち、上述した位置決め部材２６、２７に対応する構成については同じ符号を付しており、説明を省略する。以下異なる構成を説明する。

位置決め部材２６’は、位置決め部材２６よりもＹ方向の幅が幅広に構成されており、開口部２６１ａも幅広に形成されている。位置決め部材２７’は位置決め部材２６’と同じ形状である。開口部２６１ａ、２７１ａがより大きくなるので、各端部列ＬＮの位置のばらつきに対する対応力が向上する。また、隣接する端部列ＬＮ間の間隔がより狭く設計されたステータにおける端部列ＬＮの位置決めにも対応できる。

端部列ＬＮの位置決めの際には、溶接対象となる２列の端部列ＬＮの間に、今回は溶接対象としない別の端部列ＬＮが存在する態様となる。別の端部列ＬＮは開口部２６１ａ、２７１ａの双方に挿入されることになる。溶接対象の入れ替えの際の回転機構２９によるステータ１００の回転量は、端部列ＬＮで見て、例えば、１列分→２列分→１列分→２列分．．．となる。

Claims (11)

1. ステータを構成する導体セグメントの端部列を位置決めする位置決め装置に構成される位置決め部材であって、
   前記ステータは、環状コアと、前記環状コアに装着された複数の前記導体セグメントとを備え、
   前記端部列は、前記環状コアの径方向に配列された複数の前記導体セグメントの端部の列であり、
   前記端部列は、前記環状コアの周方向に複数列形成され、
   前記位置決め装置は、前記位置決め部材と、別の部材とによって前記端部列を挟み込んで前記端部列の位置決めを行う装置であり、
   前記位置決め部材は、
   前記端部列を挿入可能な開口部と、
   前記開口部の内縁に設けられ、第一の前記端部列に対して前記環状コアの周方向の一方側に当接する第一位置決め部と、
   前記位置決め部材の外縁に設けられ、前記第一の前記端部列と異なる第二の前記端部列に対して前記環状コアの周方向の一方側に当接する第二位置決め部と、
   を備える、
   ことを特徴とする位置決め部材。
2. 請求項１記載の位置決め部材であって、
   前記端部列は、前記周方向に隣接する２つの前記導体セグメントの端部対が、前記径方向に配列されて構成され、
   前記第一位置決め部及び前記第二位置決め部は、前記端部列を構成する個々の前記端部対を位置決めする複数のガイド部を備える、
   ことを特徴とする位置決め部材。
3. ステータを構成する導体セグメントの端部列を位置決めする位置決め装置であって、
   前記ステータは、環状コアと、前記環状コアに装着された複数の前記導体セグメントとを備え、
   前記端部列は、前記環状コアの径方向に配列された複数の前記導体セグメントの端部の列であり、
   前記端部列は、前記環状コアの周方向に複数列形成され、
   前記位置決め装置は、
   前記端部列を挿入可能な第一開口部を備える第一位置決め部材と、
   前記端部列と異なる端部列を挿入可能な第二開口部を備え、前記第一位置決め部材に対して前記環状コアの中心軸方向にずれて配置される第二位置決め部材と、
   前記第一位置決め部材と前記第二位置決め部材とを、前記端部列を挟み込む位置と端部列から離間した位置との間で移動させる移動機構と、を備え、
   前記第一開口部の内縁と前記第二位置決め部材の外縁とは、それぞれ、前記移動機構による移動に伴って、複数列の前記端部列のうちの第一の端部列を前記周方向の両側から挟んでその位置を規定する第一位置決め部を備え、
   前記第二開口部の内縁と前記第一位置決め部材の外縁とは、それぞれ、前記移動機構による移動に伴って、複数列の前記端部列のうちの第二の端部列を前記周方向の両側から挟んでその位置を規定する第二位置決め部を備える、
   ことを特徴とする位置決め装置。
4. 請求項３記載の位置決め装置であって、
   前記環状コアを、前記中心軸方向が上下方向となる姿勢で搭載する回転機構と、
   前記第一位置決め部材及び前記第二位置決め部材と、前記環状コアとを相対的に昇降する昇降機構と、を備え、
   前記回転機構は、前記第一開口部及び前記第二開口部に挿入される前記端部列の位置を入れ替えるべく、前記導体セグメントが装着された前記環状コアを回転させる、
   ことを特徴とする位置決め装置。
5. 請求項３又は４記載の位置決め装置であって、
   前記端部列は、前記周方向に隣接する２つの前記導体セグメントの端部対が、前記径方向に配列されて構成され、
   前記第一位置決め部および前記第二位置決め部は、前記端部列を構成する個々の前記端部対を位置決めする複数のガイド部を備える、
   ことを特徴とする位置決め装置。
6. 請求項５記載の位置決め装置であって、
   各々の前記ガイド部は、断面Ｖ字状の切欠き部であり、
   前記切欠き部は、
   前記端部対における前記径方向の位置決めを行う一対の斜面と、
   前記端部対における前記周方向の位置決めを行う底面と、を備える、
   ことを特徴とする位置決め装置。
7. 請求項３〜６のいずれか１項記載の位置決め装置であって、
   前記第一開口部の前記内縁の前記位置決め部と前記第二位置決め部材の前記外縁の前記位置決め部とは、前記周方向に互いに対向するように配設され、
   前記第二開口部の前記内縁の前記位置決め部と前記第一位置決め部材の前記外縁の前記位置決め部とは、前記周方向に互いに対向するように配設される、
   ことを特徴とする位置決め装置。
8. 請求項５又は６記載の位置決め装置であって、
   前記第一位置決め部材と前記二位置決め部材とは前記環状コアの前記中心軸方向に重ねて配置され、
   前記第一位置決め部材及び前記第二位置決め部材のうちの一方の位置決め部材の前記第一位置決め部及び前記第二位置決め部を、他方の位置決め部材側に突出するように設けたことにより、一方の前記第一位置決め部の前記複数のガイド部と他方の前記第一位置決め部の前記複数のガイド部とを対向させ、かつ、一方の前記第二位置決め部の前記複数のガイド部と他方の前記第二位置決め部の前記複数のガイド部とを対向させた、
   ことを特徴とする位置決め装置。
9. 請求項３〜８のいずれか１項記載の位置決め装置であって、
   前記第一開口部と前記第二開口部とは、それぞれ、複数の前記端部列を挿入可能な大きさを有し、
   前記第二の端部列は、前記第一の端部列から前記周方向に複数列離れた端部列である、
   ことを特徴とする位置決め装置。
10. 請求項３〜９のいずれか１項記載の位置決め装置であって、
    前記第一位置決め部材及び前記第二位置決め部材は、導電性を有する部材であって、かつ、アース電極が接続される接続部を備え、
    前記位置決め装置は、前記アース電極と共に使用されるプラス極の溶接部を備えた溶接ユニットを更に備える、
    ことを特徴とする位置決め装置。
11. ステータの製造方法であって、
    前記ステータは、環状コアと、前記環状コアに装着された複数の導体セグメントとを備え、
    ２つの前記導体セグメントの端部対が、前記環状コアの径方向に配列された端部列を形成し、
    前記端部列は、前記環状コアの周方向に複数列形成され、
    前記製造方法は、
    前記端部列を、請求項３〜１０のいずれか１項記載の位置決め装置によって位置決めする工程と、
    位置決めされた前記端部列を構成する個々の端部対を順次溶接する工程と、を備える、
    ことを特徴とするステータの製造方法。

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